Магнитные пускатели назначение устройство принцип действия: Устройство и принцип работы магнитного пускателя | Полезные статьи

Устройство магнитного пускателя

Магнитный пускатель – это надежный и простой коммутационный аппарат. Принцип действия основан на управлении контактами с помощью электромагнитной катушки с разомкнутым магнитопроводом (подробно разберем дальше). Контакторы и электромагнитные пускатели предназначены для частой (чаще 30 раз в час) коммутации цепей под нагрузкой. В частности, для прямого пуска асинхронных двигателей с учетом пусковых перегрузок. Контактная группа магнитных пускателей имеет большой запас по кратковременной перегрузке относительно номинала и чаще всего имеет надежную дугогасительную камеру (кроме самых маленьких номиналов).

Устройство магнитного пускателя и принцип действия

Магнитные пускатели разных брендов имеют сходную конструкцию, отличаются только материалом для контактов, материалом корпуса. От качества сплавов, пластика и точности выполнения всех деталей напрямую зависит цена и надежность электромагнитного контактора. Но вернемся к устройству магнитного пускателя, см. иллюстрацию ниже:

Принцип действия магнитного пускателя основан на действии электромагнитной катушки, которая притягивает подвижную часть сердечника к неподвижной если подать на неё напряжение. При этом опускаются подвижные контакты и цепь замыкается. Возможен вариант нормально замкнутых контактов, которые размыкаются при подаче напряжения. Но это чаще всего разные комбинации нормально замкнутых и разомкнутых контактов бывают в модульных контакторах с креплением на DIN рейку.

В силовых магнитных пускателях силовые контакту нормально разомкнуты, а вот сигнальные и блок-контакты могут иметь разную конфигурацию. По умолчанию промышленный магнитный пускатель 380/220В как минимум имеет один нормально замкнутый и один нормально разомкнутый контакт. Но количество сигнальных и контрольных контактов всегда можно увеличить за счет приставки с контактами которая сцепляется с коромыслом подвижных силовых контактов и срабатывают одновременно. Подробнее на типах и принципе работы контактных приставок мгновенного действия и с задержкой времени остановимся дальше.

Вернемся к принципу действия пускателя. Когда напряжение с электромагнитной катушки снять, то пружина вернет верхнюю часть магнитопровода в исходное положение, а контакты разомкнутся.

На фото ниже изображено устройство магнитного пускателя самого распространенного типа ПМЛ. И здесь хорошо видна возвратная пружина. При срабатывании электромагнитное поле преодолевает силу пружины и соединяет половинки магнитопровода. А когда магнитное поле исчезает пружина возвращает пускатель в исходное состояние.

Такая конструкция рассчитана на очень большое количество циклов срабатывания (больше 10 000 циклов) и работает очень быстро. Что позволяет использовать контакторы в самых тяжелых кратковременно-повторных условиях работы, когда нужно запускать и останавливать механизмы включая реверсивные режимы.

Именно возможность работы на высокой частоте включений/отключений выгодно отличает электромагнитные контакторы от других коммутационных приборов (автоматов и переключателей с мотор-приводом).

Чем пускатель отличается от контактора

Мы уже несколько раз упоминали термин пускатель и контактор как синонимы. На самом деле контактор это силовая (контактная часть) пускателя. А пускателем принято называть контактор укомплектованный тепловым реле, см. фото

Отдельно стоит упомянуть модульные контакторы. Они устанавливаются на стандартную DIN рейку 35 мм. И часто применяются в модульных щитках. Через них можно, например, управлять наружным освещением если подключить модульный контактор через датчик освещения или через таймер. Также модульные контакторы могут включать систему антиобледенния, автоматические ворота и т.д.  Номинальный ток таких контакторов 25-40 А и у них есть выбор количества и типа контактов. Например, бывают модульные контакторы на 2 и 4 контакта и могут быть варианты: 1 н.о. + 1 н.з контакт или 2 н.о и 2 н.з контакта и так далее. Это важно, ведь можно, например, элементарно переключать какие-то системы на резервный источник питания.

Пропало напряжение на катушке, замкнулись нормально замкнутые контакты и ваш котел или холодильник переключились на питание от аккумуляторов через инвертор. При возобновлении питания система сама возвращается в исходное состояние. Это простейший пример автоматического ввода резерва для цепей 220В. Правда в отличие от специализированных систем здесь нет реле напряжения, которые контролируют больше параметров качества сети, а не срабатывают при полном отсутствии напряжения.

Чем отличается магнитный пускатель 380В от магнитного пускателя 220В, а также 110 и 24В

Большинство магнитных пускателей рассчитаны на работу в трехфазных электрических сетях 0,4 кВ. То есть главные силовые контакты спокойно коммутируют напряжение 380-400 В. Но запросы типа: купить магнитный пускатель 380В или магнитный пускатель 220В означают рабочее напряжение катушки управления. Одна и та же модель пускателя может выпускается с катушками под разное напряжение.

Часто цепи управления пускателями совмещены с автоматическими системами управления технологическими процессами.

А для работы систем автоматики применяется безопасное напряжение 24 или 36В.

Поэтому магнитные пускатели выпускаются практически под все стандарты напряжения как переменного, так и постоянного тока ВНИМАНИЕ! пускатели с катушками для постоянного тока нельзя подключать в сети переменного тока, как и обратно для переменного в цепи постоянный. Самые распространенные варианты рабочего напряжения для катушек магнитных пускателей:

• 380В – переменного тока;
• 220В – переменного или постоянного тока;
• 110В – переменного или постоянного тока;
• 42В – переменного или постоянного тока;
• 36В – переменного или постоянного тока;
• 24В – переменного или постоянного тока;
• 12В – переменного или постоянного тока.

Схемы подключения магнитных пускателей

Разберем самые распространенные схемы – прямой пуск и остановка с управлением кнопками, и реверсивную схему, при которой меняется чередование фаз и меняется направление вращения асинхронных электродвигателей.

Начнем в прямые схемы управления электроприводом, см. схему ниже. Здесь изображена схема под напряжение управления 220В. Такая схема считается более безопасной. Как видите здесь питание берется с одной из фаз, и замыкается на нейтраль N. А в случае напряжения на катушке 380В, нужно брать питание от двух фаз. И при такой же схеме напряжение будет «дежурить» на контакте А2 катушки К1. А это нежелательно. Чем меньше клемм и проводников находится под опасным для жизни напряжением в режиме ожидания, тем лучше.

Принцип работы схемы магнитного пускателя 220В очень прост. Оператор нажимает кнопку «Пуск» происходит замыкание цепи и напряжение попадает на катушку К1. Магнитный пускатель срабатывает замыкаются силовые контакты и подается напряжение на привод (АД асинхронный двигатель).

При этом замыкается также контакт К1 – который физически связан с подвижной частью магнитопровода. Он подключен параллельно с кнопкой «Пуск» и теперь если её отпустить напряжение на катушку продолжит поступать, силовые контакты останутся замкнутыми и двигатель продолжит работу.

Работа будет продолжаться до тех пор, пока не нажать кнопку «Стоп», которая подключена последовательно с контактами кнопки «Пуск» и контактом К1. Кроме кнопки «Стоп» отключить пускателя может срабатывание вводного автомата по короткому замыканию или теплового реле. Контакт теплового реле «Р» подключен последовательно с кнопкой «Стоп» и это соответствует логическому ИЛИ. К отключению приведет размыкание или контактов теплового реле «Р» или кнопки «Стоп».

Второй популярный вариант реверсивная схема электропривода, см. рис ниже. На схеме магнитные пускатели 380В – это значит, что цепь управления подключена к двум фазам.

У реверсивной схемы есть существенные отличия и важные особенности:

1. У контакторов КМ1 и КМ2 – разное чередование фаз, именно это позволяет запускать электродвигатель в противоположных направлениях.
2. Важно не допустить одновременного срабатывания двух пускателей. Для чего применяется две независимые блокировки – механическая и электрическая. Электрическую блокировку видно на схеме – это нормально закрытые блок контакты контакторов КМ1 и КМ2 последовательно включенные в цепи друг друга. Блок контакт КМ1 включен в цепь управления контактора КМ2 и наоборот. Смысл в том, что, когда работает один из контакторов, его блок контакт в цепи другого будет разомкнут. В таком состоянии нажатие кнопки Пуск противоположного направления ни к чему не приведет. Чтобы запустить электропривод в другую сторону нужно нажать кнопку «Стоп» она в любом случае выключает питание независимо от того какой контактор работал. После остановки схема готова к новому пуску в нужном направлении.

Это базовые схемы для понимания принципа работы электропривода. Часто магнитные пускатели управляются дистанционно от сигналов автоматических контроллеров.

Область применения магнитных пускателей

В первую очередь – это запуск, остановка и торможение электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Но кроме двигателей электромагнитные пускатели успешно применяют для включения/отключения освещения, индукционных печей, нагревательных элементов, индуктивных (электромагниты) и емкостных (конденсаторные установки) нагрузок. Если попробовать сформировать список применения магнитных пускателей, то вот самый значимый его фрагмент:

• управления электроприводом насосов и насосных станций;
• станки и прочее обрабатывающее оборудование с электроприводом;
• ленточные конвейеры;
• кран-балки и прочие подъемные механизмы с электродвигателями;
• автоматическое открытие ворот;
• электропечи индукционные установки;
• прессы и дробильные механизмы с электроприводом;
• электропечи и электрокотлы;
• воздушные компрессоры и холодильное оборудования промышленного образца.

Дополнительные контакты, пневматические блоки и прочие аксессуары для электромагнитных пускателей

Функциональные возможности контроля и управления контактором можно существенно расширить за счет дополнительных приставок с набором нормально открытых и нормально закрытых контактов. Такие приставки дают возможность выводить сигнализацию о состоянии контактора, управлять запуском каких-то других механизмов, например, подавать сигнал на запуск вытяжного вентилятора при запуске деревообрабатывающего агрегата.

Внешний вид пускателя с установленной приставкой контактов (еще его называют блоком контактов) на фото ниже.

Соединяется контактная приставка с помощью направляющих и специальной защелки, которые имеют одинаковый размер на контакторах всех номиналов внутри одной серии.

Кроме вышеупомянутых есть еще пневматические приставки для магнитных пускателей (ПВЛ). Их контакты замыкаются или размыкаются с некоторой задержкой которую можно выставить, вращая головку. Чаще всего диапазон регулировки от 0,1 до 30 секунд, но есть модели с задержкой до 180 секунд.

Крепятся они также, как и обычные блоки контактов без задержки. Схема с задержкой времени может понадобится если нужно подождать завершения каких-то переходных процессов прежде чем подать сигнал на включение следующего механизма. Переходные процессы могут быть как электрическими, так и механическими, например, инерция механизма, подключенного к приводу, нужно чтобы он остановился прежде чем включать режим реверса и т. д.

Количество контактов в приставках ПВЛ может быть от 2 до 4 с разной комбинацией нормально открытых и нормально закрытых контактов.

Надеемся материал этой статьи был для вас полезен. Напоминаем, что все виды электромагнитных пускателей и контактных приставок к ним можно купить с нашего склада в Киеве.

назначение, устройство и принцип действия, защита и маркировка

Для человека, далекого от электротехники, бытовое устройство представляется каким-то черным ящиком, в котором что-то крутится. Про электродвигатель знают все, а вот как он связан с кнопками на панели — немногие. Между тем любая схема, в которой есть электродвигатель, содержит и устройство, замыкающее цепь и связывающее двигатель с той самой кнопкой включения. Называется это устройство магнитным пускателем, хотя правильное его название — электромагнитный пускатель.

• Принцип работы
• Внутреннее устройство
• Схемы подключения
• Ассортимент и маркировка устройств
• Контакторы и пускатели

Принцип работы

Чтобы электроприбор работал, необходимо обеспечить замкнутость цепи. Это обеспечивается не кнопкой, а коммутационным устройством, которое находится за ней. Видов таких устройств много, например:

• контактор;
• рубильник;
• предохранитель;
• реле.

Причем в одной цепи их может быть несколько. Так, предохранитель размыкает цепь при перегрузке, хотя после него в цепи стоят простые выключатели. Аварийное размыкание может быть обеспечено и тепловыми реле. А вот чтобы узнать, для чего нужен магнитный пускатель, стоит разобраться в его устройстве.

Внутреннее устройство

Такой коммутатор состоит из двух частей — подвижной и неподвижной. Неподвижная часть представляет собой катушку на якоре, стационарной половине сердечника, а также содержит неподвижные контакты. Подвижная часть — это вторая половина сердечника и подвижные контакты.

Когда вы нажимаете на кнопку, вы замыкаете цепь и ток проходит через катушку. Она притягивает к себе подвижную часть и кнопку можно отпустить: пока катушка под питанием, контакты будут сомкнуты. Если цепь разомкнуть кнопкой выключения, то подвижная часть пускателя вернется в исходное положение благодаря встроенной пружине. Словом, принцип работы магнитного пускателя прост.

Схемы подключения

Самая простая схема подключения трехфазного электродвигателя по принципу «включить и выключить» выглядит так:

На этой схеме обозначены:

1. Пуск — кнопка включения.
2. КМ-1 — магнитный пускатель.
3. Р — тепловое реле.
4. С — кнопка выключения.
5. ПР — предохранитель.

Из рисунка видно, что-то место, под которым написаны две буквы — «БК» — останется замкнутым после того, как вы отпустите кнопку. Обратите внимание и на то, что двигатель берегут: в схему включены предохранитель и тепловое реле. В случае перегрева или замыкания цепь разомкнется.

На практике чаще встречаются те схемы, которые обеспечивают вращение двигателя в разные стороны — то есть с реверсом.

Такую схему можно укомплектовать как разными коммутационными устройствами, так и одним реверсивным пускателем. Схема с реверсом упрощенно выглядит так:

Если присмотреться внимательно, то можно заметить, что при вращении двигателя в одну сторону блокируется вторая цепь — это можно заметить по обозначению КМ-1 на цепи, где стоит КМ-2, и наоборот. В жаргоне электриков это называется защитой от дурака.

Если двигатель включается в простую однофазную цепь, которая есть в любой квартире, то коммутационные устройства ставятся на фазу, и к ним добавляется сопротивление.

Ассортимент и маркировка устройств

На рынке таких коммутаторов можно встретить различные их модификации. Это обусловлено как многообразием устройств, в которых есть электродвигатели, так и параметрами цепей, где они работают. Магнитные пускатели есть практически везде: в системах принудительной вентиляции и кондиционерах, стиральных машинах и электроплитах с грилем, лифтах, а в последнее время некоторые потребители электроэнергии стали ставить их в щитки — они куда удобнее простых рубильников.

Чтобы правильно выбрать пускатель, стоит обратить внимание на следующее:

• какие максимальные токи есть в вашей цепи;
• нужен ли вам реверс;
• куда вы поставите ваше коммутационное устройство.

Последнее имеет значение в том случае, если вы собрались установить пускатель в щиток около дома. Сейчас в продаже есть изделия, пригодные к установке на DIN-рейки.

Комплектуются пускатели по-разному. Так, большинство из них подключает двигатель по схеме «треугольник», так можно уменьшить пусковой ток. Ряд изделий содержит в себе и тепловые реле. На них стоит обратить внимание, когда ваш электродвигатель будет работать долго и перегреваться. Чтобы избежать поломки, ставят именно тепловое реле. Это простая биметаллическая пластина, которая при нагревании гнется в сторону: металлы, нагреваясь, по-разному расширяются, и цепь размыкается.

Поскольку проводка греется от тока, реле подбирают так, чтобы ток в его маркировке был на 10% больше номинального. В паспорте последнего значение этого номинала должно быть указано, а иногда и проставлено на корпусе. Значение тока на магнитном пускателе тоже указывается.

Как правило, пускатели упакованы в корпус. Он может быть различным и это определяет степень его защиты. При работе пускателя в герметичном корпусе основного устройства этот параметр не так важен, а вот, если он находится в щитке, куда попадает пыль или осадки, стоит озаботиться хорошей защитой. Загрязнение может привести к неприятной ситуации — устройство будет гудеть, а то и вовсе выйдет из строя.

Некоторые пускатели оснащаются варисторами, которые не допускают скачков напряжения в сети. Их целесообразно ставить в цепи тогда, когда вы живете в частном доме и при грозе у вас может выйти из строя вся техника, в первую очередь ваш компьютер.

Маркировка

Электромагнитные пускатели отечественного производства маркируются по ГОСТ 50030–4 -1−2002. В первую очередь необходимо обратить внимание на его контакты. Обозначения L1, L2, L3 и т. д. подводятся к цепи управления, а Т1, Т2, Т3 и последующие — к нагрузке. Количество контактов может быть разным, а схема их соединения содержится в паспорте и иногда на корпусе. Контакты А1 и А2 идут от катушки, а NO — вспомогательные, которые ставят в устройство, что называется на всякий случай. Некоторые изделия можно даже наращивать: ряд производителей выпускает контактные приставки.

Чаще всего маркировка пускателя начинается с аббревиатуры ПМЛ и четырех цифр.

Если устройство может работать в цепи 380 В, то на нем ставится величина тока нагрузки. Это первая цифра после ПМЛ, хотя на корпусе может быть поставлено и значение тока в прямой форме.

• 0 — 6,3 Ампера;
• 1 — 10 Ампер;
• 2 — 25;
• 3 — 40;
• 4 — 63;
• 5 — 100;
• 6 — 160;
• 7 — 250.

Наличие реверса и теплового реле также указывается цифрой, она вторая:

• 1 — без реверса и без ТЛ;
• 2 — без реверса с ТЛ;
• 3 — с реверсом без ТЛ;
• 4 — с реверсом с ТЛ;

Степеней защиты у устройства четыре: IP00, IP20, IP40, IP54, при этом первая из них предполагает открытую конструкцию, а последнее — пылебрызгозащитное исполнение. В зависимости от степени защиты, наличия кнопок и индикации изделие маркируется третьей цифрой так:

• 0 — IP00 без кнопок;
• 1 — IP54 с кнопкой «реле» возврата в исходное состояние после срабатывания;
• 2 — IP54, «пуск» и «стоп»;
• 3 — то же, что и 2, но с индикаторной лампочкой;
• 4 — IP40 без кнопок;
• 5 — IP40 с кнопками «пуск» и «стоп»;
• 6 — IP20.

Наконец, четвертая цифра указывает количество контактов:

• 0 — 1 замыкающий и 1 размыкающий;
• 1 — 2 замыкающих и 2 размыкающих;
• 2 — 3 и 1;
• 3 — 4 и 1;
• 4 — 5 и 1.

Цифрами 5 и 6 маркируют устройства для цепей постоянного тока как 1 замыкающий и 1 размыкающий соответственно.

Некоторые заводы указывают возможность крепления на рейку, категорию размещения и износостойкость, но чаще можно встретить именно четыре цифры.

У пускателей типа ПМ первые две цифры — это номер серии, а следующие три — номинал тока в вольтах. Шестая цифра указывает наличие реверса и теплового реле: 1, 2, 5, 6 значат то же самое, что и 1, 2, 3, 4 для ПМЛ, а значение седьмой полностью совпадают.

ПМЕ маркируются тремя цифрами: величиной тока, степенью защиты и наличием реверса с реле. Обозначения на ПМА примерно аналогичны таковым у ПМЛ.

Такое разнообразие маркировок объясняется тем, что магнитные пускатели — давно применяемые устройства и на одних заводах применяют старую маркировку, а на других новую, при этом порядок цифр может различаться. Поэтому ориентироваться стоит не столько на нее, сколько на различные таблицы и указания на корпусе, а также посмотреть паспорт изделия. Особенно это актуально для продукции зарубежного производства.

Контакторы и пускатели

Эти устройства ничем принципиально не отличаются от пускателей. Назначение, устройство, принцип действия у них те же. Отличие заключается в том, что контакторы предназначены для работы в цепях с высокими значениями токов и напряжений, поэтому их габариты соответствующие.

Защитного корпуса они не имеют, поэтому ставят их в закрытых помещениях, защищенных от внешнего воздействия.

Контакторы снабжены более мощными силовыми контактами и дугогасителями; у пускателей их нет.

Этими устройствами снабжены электровозы, трамваи, троллейбусы и промышленные предприятия, где они замыкают и размыкают силовые цепи.

Основы магнитного пускателя двигателя | EC&M

NEC определяет контроллер несколькими способами. В ст. 100, контроллер описывается как «устройство или группа устройств, которые служат для управления определенным заранее образом электроэнергией, подаваемой на устройство, к которому оно подключено». Немного конкретизируя определение в ст. 430.2 гласит: «Контроллер — это любой переключатель или устройство, которое обычно используется для запуска и остановки двигателя путем включения и отключения тока в цепи двигателя». В этой статье мы сосредоточимся на контроллерах, в частности, на различных контроллерах магнитного пускателя двигателя.

Магнитный пускатель двигателя представляет собой набор контактов с электромагнитным приводом, который запускает и останавливает подключенную двигательную нагрузку. Цепь управления с устройствами мгновенного действия, подключенными к катушке магнитного пускателя двигателя, выполняет эту функцию пуска и остановки. Трехполюсный магнитный пускатель двигателя полного напряжения состоит из следующих компонентов: набора неподвижных контактов, набора подвижных контактов, нажимных пружин, электромагнитной катушки, стационарного электромагнита, набора магнитных экранирующих катушек и подвижная арматура.

Также важно помнить, что магнитный пускатель двигателя представляет собой контактор, который имеет дополнительный блок реле перегрузки, обеспечивающий защиту двигателя от перегрузки при работе. Выбор теплового реле перегрузки осуществляется по таблице производителя, прилагаемой к магнитному пускателю двигателя. Кроме того, убедитесь, что вы знаете полный ток нагрузки (FLC) двигателя, эксплуатационный коэффициент (SF) двигателя и температуру окружающей среды, в которой работает оборудование. Тепловые единицы основаны на температуре окружающей среды 40°C (104°F).

Типичные магнитные пускатели электродвигателей, которые обычно доступны, включают: полное напряжение (прямое), пониженное напряжение и реверс. Как следует из названия, магнитный пускатель двигателя полного напряжения или линейный магнитный пускатель ( рис. 1 ) подает на двигатель полное напряжение. Это означает, что магнитный пускатель двигателя спроектирован так, чтобы правильно справляться с уровнями пускового тока, возникающими при запуске двигателя. Разработанные для ограничения воздействия пускового тока при запуске двигателя, пускатели пониженного напряжения доступны в электромеханическом и электронном исполнении. См. «Стандартная схема управления двигателем» в июньском номере EC&M на стр. 18 для более подробного обсуждения типов пускателей пониженного напряжения.

Пускатели реверсивные предназначены для реверсирования вращения вала трехфазного двигателя. Это достигается заменой любых двухлинейных проводников, питающих нагрузку двигателя. Реверсивный магнитный пускатель двигателя ( рис. 2 ) включает в себя пускатель прямого и обратного хода как часть узла. Предусмотрены электрические и механические блокировки, гарантирующие, что только передний или задний стартер может быть включен в любой момент времени, но не одновременно.

Магнитные пускатели двигателей NEMA доступны с различными номиналами напряжения и мощности с обозначениями от размера 00 до размера 9. Эти размеры NEMA классифицируют магнитные пускатели двигателей по напряжению и максимальной мощности. Напряжение катушки обычно доступно в вариантах 24 В, 120 В, 208 В, 240 В, 277 В, 480 В и 600 В. Магнитный пускатель двигателя также предлагается в различных типах корпусов, в зависимости от среды, в которой будет работать оборудование. Типичные защитные кожухи: NEMA 1 (общего назначения), NEMA 4 (водонепроницаемые), NEMA 12 (пылезащитные) и NEMA 7 (опасные зоны).

Магнитные пускатели двигателей стандарта IEC обычно доступны в модульном формате с силовой базой и блоком управления. Доступны трехфазные блоки питания на 208 В, 230 В, 460 В и 575 В с соответствующей максимальной мощностью. Блок управления функционирует как блок регулируемого реле перегрузки, который отличается от стационарного блока защиты от тепловой перегрузки, применяемого в магнитных пускателях электродвигателей типа NEMA. Устройства IEC обычно меньше по размеру и дешевле, чем сопоставимые устройства типа NEMA. Магнитные пускатели двигателей IEC часто поставляются как часть оборудования OEM (производителя оригинального оборудования).

Если сравнить магнитный пускатель двигателя NEMA с магнитным пускателем двигателя IEC, можно заметить следующие различия:

1. Устройство IEC физически меньше аналогичного устройства NEMA.

2. Устройство IEC обычно дешевле аналогичного устройства NEMA.

3. Жизненный цикл устройства IEC составляет примерно один миллион операций, в то время как срок службы сопоставимого устройства NEMA почти в четыре раза больше.

4. Устройство IEC имеет регулируемый блок реле перегрузки, в то время как сопоставимое устройство NEMA имеет фиксированный и съемный блок реле перегрузки.

5. Устройство IEC обычно должно быть защищено быстродействующими токоограничивающими предохранителями, в то время как устройство NEMA может быть защищено обычными предохранителями с выдержкой времени.

Конечный пользователь должен внимательно изучить все эти требования, прежде чем принимать решение об установке магнитного пускателя двигателя NEMA или IEC для конкретного применения. Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) и Международная электротехническая комиссия (IEC), два органа по стандартизации, которые классифицируют электрооборудование, также являются хорошими источниками дополнительной информации.

Видал является президентом компании Joseph J. Vidal & Sons, Inc., Труп, Пенсильвания.

Примечание автора: Я хотел бы посвятить эту статью моему отцу Джо, который неожиданно скончался 10 июня. , 2007. Мой папа проработал в электростроительной отрасли более 50 лет и проработал за два дня до своей кончины. Он познакомил меня с этим бизнесом в очень юном возрасте, побудив меня продолжить свое образование в качестве инженера. Я действительно буду скучать по его руководству и вдохновению.

Пускатели управления промышленными двигателями | Магнитный пускатель двигателя

Знакомство с пускателями двигателей

Пускатели двигателей являются одним из основных изобретений для управления двигателями. Как следует из названия, стартер — это электрическое устройство, которое регулирует электрическую мощность для запуска двигателя. Эти электрические устройства также используются для остановки, реверсирования и защиты электродвигателей. Ниже приведены два основных компонента стартера:

1. Контактор: Основной функцией контактора является управление подачей электрического тока на двигатель. Контактор может включить или отключить питание в цепи.
2. Реле перегрузки: Перегрев и потребление слишком большого тока могут привести к тому, что двигатель сгорит и станет практически бесполезным. Реле перегрузки предотвращают это и защищают двигатель от любой потенциальной опасности.

Стартер представляет собой сборку этих двух компонентов, позволяющую включать и выключать электродвигатель или электрическое оборудование, управляемое двигателем. Стартер также обеспечивает необходимую защиту цепи от перегрузки.

Типы пускателей двигателей

Существует несколько типов пускателей двигателей. Однако двумя основными типами этих электрических устройств являются:

Ручные пускатели

Ручные пускатели — это устройства, которые приводятся в действие вручную. Эти стартеры чрезвычайно просты и просты в эксплуатации и не требуют вмешательства специалиста. На пускателе есть кнопка (или поворотная ручка), которая позволяет пользователю включать и выключать подключенное оборудование. Кнопки имеют механические связи, которые размыкают или замыкают контакты, запуская или останавливая двигатель. Следующие особенности ручного стартера делают его предпочтительным по сравнению с другими типами:

• Эти стартеры обеспечивают безопасную и экономичную работу.
• Компактный размер этих устройств делает их пригодными для широкого спектра применений.
• Обеспечивают защиту двигателя от перегрузок, защищая его от возможных повреждений.
• Эти устройства поставляются с широким выбором корпусов.
• Первоначальная стоимость ручного стартера низкая.

Магнитные пускатели двигателей

Это другой основной тип пускателей двигателей. Он управляется электромагнитным способом. Это означает, что нагрузка двигателя, подключенная к пускателю двигателя, обычно запускается и останавливается при более низком и более безопасном напряжении, чем напряжение двигателя. Как и другие пускатели двигателей, магнитный пускатель также имеет электрический контактор и реле перегрузки для защиты устройства от слишком большого тока или перегрева.

Схема пускателя двигателя и работа

В пускателе двигателя есть две цепи, а именно:

1. Цепь питания: Цепь питания соединяет линию с двигателем. Он обеспечивает передачу электроэнергии через контакты пускателя, реле перегрузки и далее к двигателю. Ток двигателя проходит через силовые (главные) контакты контактора.
2. Цепь управления: Это другая цепь пускателя двигателя, которая управляет контактором для его включения или выключения. Главные контакты контактора отвечают за разрешение или прерывание подачи тока на двигатель. Для этого контакты в цепи управления либо размыкаются, либо замыкаются. Цепь управления подает питание на катушку контактора, которая создает электромагнитное поле. Силовые контакты притягиваются этим электромагнитным полем в замкнутое положение. Это замыкает цепь между двигателем и линией. Таким образом, дистанционные операции становятся возможными благодаря схеме управления. Цепь управления может быть подключена двумя способами:
   1. Метод 1: Один из наиболее широко используемых методов подключения цепи управления называется «двухпроводным методом». Тип управляющего устройства с постоянным контактом, такой как датчик присутствия, термостат или поплавковый выключатель, используется в двухпроводном методе подключения цепи управления.
   2. Метод 2: В отличие от двухпроводного метода, «трехпроводной метод» подключения цепи управления использует удерживающий контакт цепи и пилотные устройства с мгновенным контактом.

Цепь управления может получать питание одним из следующих трех способов:

• Общее управление: Этот тип управления используется, когда источник питания цепи управления такой же, как у двигателя.
• Раздельное управление: Это самый популярный тип управления. Как следует из названия, в этой схеме схема управления получает питание от отдельного источника. Как правило, полученная мощность имеет более низкое напряжение по сравнению с источником питания двигателя.
• Управление трансформатором: Как следует из названия, схема управления получает питание от трансформатора схемы управления. Как правило, полученная мощность имеет более низкое напряжение по сравнению с источником питания двигателя.

Типы магнитных пускателей двигателей

В зависимости от того, как они включены в цепь, существует много типов магнитных пускателей двигателей, например:

1. Прямой пускатель

Онлайн-стартер — простейшая форма пускателя двигателя, кроме ручного пускателя. Контроллер этого пускателя обычно представляет собой простую кнопку (но может быть селекторным переключателем, концевым выключателем, поплавковым выключателем и т. д.). Нажатие кнопки пуска замыкает контактор (путем подачи питания на катушку контактора), подключенный к основному источнику питания и двигателю. Это обеспечивает ток питания двигателя. Для выключения двигателя предусмотрена кнопка остановки. Для защиты от перегрузки по току цепь управления подключается через нормально замкнутый вспомогательный контакт реле перегрузки. При срабатывании реле перегрузки нормально замкнутый вспомогательный контакт размыкается и обесточивает катушку контактора, а главные контакты контактора размыкаются.

Преимущества использования пускателей двигателей прямого пуска:

• Они имеют компактную конструкцию.
• Они экономичны.
• Имеют простую конструкцию.

2. Пускатель сопротивления ротора

В пускателе сопротивления ротора три сопротивления соединены последовательно с обмотками ротора. Это помогает значительно снизить ток ротора, а также увеличить крутящий момент двигателя.

Преимущества использования пускателей электродвигателей сопротивления ротора:

• Они экономичны.
• У них простой метод контроля скорости.
• Они обеспечивают низкий пусковой ток, большой пусковой момент и большой пусковой момент.

3. Пускатель сопротивления статора

Пускатель сопротивления статора состоит из трех резисторов, которые соединены последовательно с каждой фазой обмоток статора. На каждом резисторе возникает падение напряжения, поэтому возникает необходимость подавать низкое напряжение на каждую фазу. Эти сопротивления устанавливаются в начальное или максимальное положение на этапе пуска двигателя. Пусковой ток в этом типе пускателя поддерживается на минимальном уровне. Кроме того, необходимо поддерживать пусковой момент двигателя.

Преимущества использования пускателей электродвигателей сопротивления статора:

• Они подходят для использования в устройствах управления скоростью.
• Обладают чрезвычайно гибкими пусковыми характеристиками.
• Обеспечивают плавное ускорение.

4. Автотрансформаторный пускатель

В автотрансформаторном пускателе трансформатор подает определенный процент первичного напряжения на вторичную обмотку трансформатора. Автотрансформатор подключен по схеме звезда. В этом типе пускателя три вторичные катушки трансформатора с ответвлениями подключены к трем фазам двигателя. Это помогает снизить напряжение, подаваемое на клеммы двигателя.

Преимущества использования автотрансформаторных пускателей:

• Их можно использовать для ручного управления скоростью, но с ограниченными возможностями.
• Обладают чрезвычайно гибкими пусковыми характеристиками.
• Имеют высокий выходной крутящий момент.

5.

Пускатель звезда-треугольник

По сравнению с другими типами пускателей, пускатель звезда-треугольник используется в больших масштабах. Как следует из названия, три обмотки соединены по схеме «звезда» в пускателях «звезда-треугольник». Определенное время задается таймером или любой другой схемой контроллера. По истечении этого времени обмотки соединяются треугольником. Фазное напряжение при соединении звездой снижается до 58 %, а общий потребляемый ток составляет 58 % от нормального тока. Это приводит к снижению крутящего момента.

Преимущества использования пускателей двигателей звезда-треугольник:

• Они идеально подходят для длительного времени разгона.
• Имеют меньший входной импульсный ток по сравнению с другими пускателями.
• Имеют более простую конструкцию по сравнению с другими стартерами.

Характеристики пускателей двигателей

Сегодня пускатели двигателей широко используются благодаря перечню их полезных свойств. Ниже приведены некоторые особенности этих очень полезных электрических устройств:

1. Облегчают запуск и останов двигателя.
2. Пускатели рассчитаны по мощности (л.с., киловатт) и току (амперы).
3. Обеспечивают необходимую защиту двигателя от перегрузки.
4. Электрическое устройство обеспечивает дистанционное управление включением/выключением.
5. Эти устройства позволяют быстро включать и отключать ток (подключение и толчковый режим).

Основные функции пускателей двигателей

Ниже перечислены основные функции, которые должен выполнять пускатель:

1. Управление: Функция управления в основном выполняется контактором пускателя. Он контролирует размыкание и замыкание силовой электрической цепи. Переключение осуществляется главными контактами (полюсами) контактора. На электромагнитную катушку подается напряжение, которое размыкает или замыкает контакты. Эта электромагнитная катушка имеет номинальное управляющее напряжение и может быть напряжением переменного или постоянного тока.
2. Защита от короткого замыкания: В промышленных применениях нормальный ток нагрузки может достигать тысяч ампер. В случае короткого замыкания ток короткого замыкания может превышать 100 000 ампер. Это может привести к серьезному повреждению оборудования. Защита от короткого замыкания отключает питание и предотвращает возможные повреждения безопасным образом. Защита от короткого замыкания обеспечивается предохранителями или автоматическими выключателями в комбинированном контроллере двигателя.
3. Защита от перегрузки: Когда двигатель потребляет больше тока, чем он рассчитан, возникает состояние перегрузки. Основной задачей реле перегрузки является обнаружение избыточных токов. При обнаружении перегрузки вспомогательный контакт реле перегрузки размыкает цепь и предотвращает перегорание или перегрев двигателя. Электронные или электромеханические реле перегрузки используются в сочетании с контактором для обеспечения необходимой защиты от перегрузки.
4. Отключение и прерывание: Во избежание непреднамеренного перезапуска необходимо отключить двигатель от основной цепи питания. Чтобы безопасно выполнять техническое обслуживание двигателя или пускателя, двигатель должен иметь возможность отключаться и быть изолированным от источника питания. Эту функцию выполняет выключатель цепи. Отключение и размыкание обеспечивается разъединителем или автоматическим выключателем в комбинированном контроллере двигателя (или может быть установлен удаленно от пускателя).

Стандарты и характеристики

На номинальные характеристики пускателя двигателя влияет множество факторов, таких как тепловой ток, постоянный ток, напряжение двигателя и мощность.

Тепловой ток зависит от теплопроводности (k), которая является свойством, указывающим на способность материала проводить тепло. Это означает, что тепловой ток прямо пропорционален теплопроводности.

Непрерывный ток, который также обычно называют непрерывным номинальным током, является мерой способности пускателя управления двигателем выдерживать ток в течение непрерывного времени.

Номинальная мощность пускателя двигателя зависит от типа используемого двигателя. Пускатели двигателей постоянного тока имеют рейтинг мощности постоянного тока в лошадиных силах. С другой стороны, пускатели двигателей переменного тока имеют номинальную мощность однофазной и трехфазной мощности.

Номинальные характеристики пускателя двигателя основаны на размере и типе нагрузки, для которой он был разработан. Стартеры соответствуют стандартам и рейтингам Underwriters Laboratories (UL), Канадской ассоциации стандартов (CSA), Международной электротехнической комиссии (IEC) и Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA).

Рейтинг NEMA

Рейтинг NEMA стартера во многом зависит от максимальной мощности, указанной в стандарте ISCS2 Национальной ассоциации производителей электрооборудования. Выбор пускателей NEMA осуществляется на основе их типоразмера NEMA, который варьируется от размера 00 до размера 9. и от приложений к приложениям для подключения и бега, которые более требовательны. При выборе подходящего пускателя двигателя NEMA необходимо знать напряжение и мощность двигателя. В случае значительного количества подключений и толчков, потребуется снижение номинальных характеристик устройства с рейтингом NEMA.

Рейтинг IEC

Международная электротехническая комиссия (IEC) определила рабочие и рабочие характеристики для устройств IEC в публикации IEC 60947. Стандартные размеры не указаны IEC. Типичный рабочий цикл устройств IEC определяется категориями использования. Что касается обычных приложений для пуска двигателей, AC3 и AC4 являются наиболее распространенными категориями использования.

В отличие от типоразмеров NEMA, они обычно оцениваются по максимальному рабочему току, тепловому току, номинальной мощности в л.с. и/или кВт.

Существуют и другие параметры, которые важно учитывать при выборе пускателя электродвигателя, такие как ускорение с ограничением по времени, ускорение линии тока, управляющее напряжение, количество полюсов и рабочая температура. Мы рассмотрим их в будущем техническом документе.

Мы надеемся, что этот краткий информационный документ дал вам хорошее базовое представление о пускателях двигателей. Ищите другие документы от c3controls на c3controls.com/blog.

Заявление об отказе от ответственности:
Содержимое, представленное в этом техническом документе, предназначено исключительно для общих информационных целей и предоставляется с пониманием того, что авторы и издатели не занимаются предоставлением инженерных или других профессиональных консультаций или услуг. Практика проектирования определяется конкретными обстоятельствами, уникальными для каждого проекта. Следовательно, любое использование этой информации должно осуществляться только после консультации с квалифицированным и лицензированным специалистом, который может учесть все соответствующие факторы и желаемые результаты.